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殲-20到底用了什么發動機?
關鍵字: 俄發國發飛火推一體不是飛火推一鍋煮
二維噴口的偏流板后緣還是淺V形的,而不是平直的。這無疑是隱身設計。其實從隱身角度出發,應該深V才對,但那樣噴流的壓力損失就太大了,噴流不僅沿斜邊膨脹,還可能向內形成渦卷。淺V是隱身和推力之間的折中。
但羽片也是可以實現隱身的。不管是否具有推力轉向能力,羽片都可以做成鋸齒形尾端。問題不在制造,而在于設計。就隱身而言,V形或者鋸齒是要避免平直邊緣,但V形或者鋸齒的尺度很重要,如果鋸齒尺度大大小于雷達波長,鋸齒相當于平直的,沒有效果。如果鋸齒尺度遠遠大于雷達波長,對隱身是好的,但對于噴口設計就成問題了。二維噴口的偏流板只有一個淺V,尺度遠遠大于典型戰斗機的厘米波雷達的波長,沒有問題。但圓噴口的羽片的鋸齒就要受到羽片寬度限制了。
前面已經提到,羽片的寬窄影響到噴口圓度和羽片的機械復雜性,鋸齒也對噴口的壓力損失有顯著影響。用過消防龍頭的人都知道,噴口越圓整,噴流越密集,壓力越高;噴口充滿豁口的話,噴流就散開了,壓力馬上就跌下來了。這對噴氣發動機也一樣:鋸齒是導致推力損失的。細密的鋸齒接近圓整,影響還小些;粗大的鋸齒可以導致可觀的壓力損失,尖銳鋸齒比平鈍鋸齒的壓力損失更大。如果還有推力轉向要求,需要考慮的因素更加復雜。
因此,噴口鋸齒遠遠不是簡單地把羽片尾端切一個鋸齒出來就完事了。正因為如此,鋸齒的道理很簡單,但實際使用目前還只有F-35戰斗機。
F135發動機安裝
殲-20最后會繼續使用現在的圓噴口,是否會帶鋸齒,還是轉為F-22那樣的二維噴口,現在還不好說。如果渦扇-15足夠給力,二維噴口的優越性還是顯然的。三維噴口多一個橫向運動的自由度,但這只是理論上的優越性,在實用中常常受到機體結構的限制,還是作為二維使用的。對于大多數機動動作來說,俯仰和橫滾是主要的,急轉彎更是接近側立后的急劇拉起,沒有偏航太多事。
殲-20的2001號原型機的后體設計顯然容易整合扁平的二維噴口,但在很長時間里都不會使用二維噴口的情況下,后體修形為現在的傳統“雙筒”形狀也是自然的。但只要有需要,在未來修形回去也是完全做得到的。
至于現階段殲-20是否已經裝備推力轉向,目前還沒有見到過任何視頻展現出殲-20在起飛前準備動作中包括噴口轉動,也沒有見到過任何圖片顯示羽片式轉向噴口在地面卸壓后典型的下垂姿態。所謂噴口軸線與機體中線的夾角,這可能是低分辨率圖片的光學錯覺,也可能是發動機的安裝角。雙發的安裝軸線是可以與機體中線有夾角的,蘇-27就是例子。
最低限度,現階段還沒有證據殲-20已經裝備了推力轉向。至于殲-20的出色機動動作,這可以是低翼載、遠耦鴨翼和高推重比的功勞,盡管推重比可能還沒有最終那么高,但在先進氣動和飛控幫助下,F-15C一級的推重比已經可以做出很抓眼球的高機動動作了。
只要在設計時就對安裝點、空氣流量、重心、油路、附件位置有所考慮,殲-20應該有條件適裝不同的發動機,在飛機方面沒有克服不了的困難,關鍵在于哪一種發動機能符合規定的進度和性能要求。至于飛火推一體化的軟件整合,這也不是不可克服的困難,關鍵是發動機控制要實現全權限數字控制(簡稱FADEC)。
99M1發動機的FADEC部件
飛火推一體化在軟件上把飛行控制、火力控制、發動機控制整合到一起,最大限度地發揮1+1+1>3的威力。飛行控制主管飛機的速度、高度和姿態,火力控制主管構成武器發射條件,發動機控制主管提供充足的推力。
傳統上,飛控是主導的,只有把飛機機動到適當的發射位置,武器才能有效發射,而發控只是飛控的動力保障,據從屬位置。飛火推一體化后,火控有可能在特定時間成為主導,飛行員指定目標位置后,飛火推聯手把飛機盡快轉入最優發射位置,在最優時刻自動發射武器。根據敵我態勢自動規劃最安全入侵和退出途徑,自動控制進入、發射和退出,則是飛火推一體化的高級形式。發控成為主導的情況比較罕見,可以以最省油及最低磨損模式運轉,由此決定飛行路徑,但這只有在低威脅、低任務緊迫性的時候才可能。
不管怎么說,從軟件整合角度來說,飛火推一體化不是飛火推一鍋煮,依然是以飛行、火力和發動機控制為基本模塊,只是在接口和功能方面高度融合,而不是形成孤島。采用不同發動機當然需要重新整合,但只要軟件和控制系統架構設計得當,這是控制律參數調整的問題,而不是重新設計控制律或者重起爐灶的軟件整合。
殲-20馬上就要甚至已經進入初期批生產了,那現在的殲-20到底采用什么發動機呢?說實在的,是渦扇-15當然最好,是渦扇-10或者AL-31增推版也是可能的。在沒有可靠消息之前,多猜無益??磮D識機不可靠,靠聽聲音判斷推力更是不靠譜。中國的透明度正在提高,有好東西也不再掖著藏著,相信要不了多久就會有消息的。
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- 責任編輯:荀越
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